Hvordan antarktisk is smelter kan være et vendepunkt for planetens klima

Afsmeltning af Antarktis is kan udløse hurtig opvarmning på den anden side af planeten, ifølge vores nye forskning, der beskriver, hvordan netop sådan en pludselig klimabegivenhed skete 30, 000 år siden, hvor den nordatlantiske region blev dramatisk opvarmet.

Denne idé om "tipping points" i Jordens system har haft noget af en dårlig rap lige siden blockbusteren The Day After Tomorrow fra 2004, angiveligt viste, hvordan smeltende polaris kan udløse alle mulige globale ændringer.

Men selvom filmen bestemt overdrev hastigheden og alvoren af ​​pludselige klimaændringer, vi ved, at mange naturlige systemer er sårbare over for at blive skubbet ind i forskellige driftsformer. Afsmeltningen af ​​Grønlands indlandsis, tilbagetoget af arktisk sommerhavisen, og sammenbruddet af den globale havcirkulation er alle eksempler på potentiel sårbarhed i en fremtid, varmere verden.

Det er selvfølgelig notorisk svært at forudsige, hvornår og hvor elementer i Jordens system brat vil vælte ind i en anden tilstand. En vigtig begrænsning er, at historiske klimaoptegnelser ofte er for korte til at teste færdigheden af ​​vores computermodeller, der bruges til at forudsige fremtidige miljøændringer, hæmmer vores evne til at planlægge for potentielle pludselige ændringer.

Heldigvis, imidlertid, naturen bevarer et væld af beviser i landskabet, der giver os mulighed for at forstå, hvordan længere tidsskalaskift kan ske.

Kerneværdier

En af de vigtigste kilder til information om tidligere klimavendepunkter er de kilometerlange iskerner, der er boret fra Grønlands og Antarktis iskapper, som bevarer udsøgt detaljerede oplysninger, der strækker sig op til 800, 000 år.

De grønlandske iskerner rekord massive, årtusindskala udsving i temperatur, der har fundet sted over det nordatlantiske område i løbet af de sidste 90, 000 år. Omfanget af disse udsving er svimlende:I nogle tilfælde steg temperaturen med 16 ℃ på blot et par årtier eller endda år.

Femogtyve af disse store såkaldte Dansgaard-Oeschger (D-O) opvarmningsbegivenheder er blevet identificeret. Disse bratte temperatursvingninger skete for hurtigt til at være forårsaget af Jordens langsomt skiftende kredsløb omkring Solen. Fascinerende nok, når iskerner fra Antarktis sammenlignes med iskerner fra Grønland, vi ser et "vippe" forhold:når det varmer i nord, syden køler af, og omvendt.

Forsøg på at forklare årsagen til denne bipolære vippe har traditionelt fokuseret på den nordatlantiske region, og omfatter smeltende iskapper, ændringer i havcirkulationen eller vindmønstre.

Men som vores nye forskning viser, disse er måske ikke den eneste årsag til D-O hændelser.

Vores nye papir, offentliggjort i dag i Nature Communications, tyder på, at en anden mekanisme, med sin oprindelse i Antarktis, har også bidraget til disse hurtige vipper i den globale temperatur.

Kundskabens træ

Vi ved, at der har været store kollaps af den antarktiske iskappe i fortiden, øger muligheden for, at disse kan have tippet en eller flere dele af jordsystemet til en anden tilstand. For at undersøge denne idé, vi analyserede et gammelt newzealandsk kauri-træ, der blev udvundet fra en tørvesum nær Dargaville, Nordland, og som levede mellem 29, 000 og 31, 000 år siden.

Gennem nøjagtig dating, vi ved, at dette træ gennemlevede en kort D-O begivenhed, hvorunder (som forklaret ovenfor) temperaturen på den nordlige halvkugle ville være steget. Vigtigt, det unikke mønster af atmosfærisk radioaktivt kulstof (eller kulstof-14) fundet i træringene gjorde det muligt for os at identificere lignende ændringer, der er bevaret i klimaregistreringer fra hav- og iskerner (sidstnævnte ved hjælp af beryllium-10, en isotop dannet ved lignende processer som kulstof-14). Dette træ giver os således mulighed for direkte at sammenligne, hvad klimaet foretog sig under en D-O-begivenhed uden for polarområderne, giver et globalt billede.

Det ekstraordinære, vi opdagede, er, at den varme D-O-begivenhed faldt sammen med en 400-årig periode med overfladeafkøling i syd og et stort tilbagetog af Antarktis is.

Da vi søgte gennem andre klimaregistre for mere information om, hvad der skete på det tidspunkt, vi fandt ingen tegn på en ændring i havcirkulationen. I stedet fandt vi et sammenbrud i de regnbærende Stillehavspassatvinde over det tropiske nordøstlige Australien, der var sammenfaldende med den 400-årige sydlige afkøling.

For at udforske, hvordan smeltende is i Antarktis kan forårsage en så dramatisk ændring i det globale klima, vi brugte en klimamodel til at simulere frigivelsen af ​​store mængder ferskvand i det sydlige ocean. Modelsimuleringerne viste alle den samme respons, i overensstemmelse med vores klimarekonstruktioner:uanset mængden af ​​ferskvand, der frigives til det sydlige ocean, overfladevandet i det tropiske Stillehav blev ikke desto mindre varmet, forårsager ændringer i vindmønstre, som igen fik Nordatlanten til også at varme op.

Fremtidigt arbejde fokuserer nu på, hvad der fik de antarktiske iskapper til at trække sig så dramatisk tilbage. Uanset hvordan det skete, det ser ud til, at smeltende is i syd kan drive pludselige globale forandringer, noget, som vi bør være opmærksomme på i en fremtidig varmere verden.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.